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錳及其化合物在生產(chǎn)生活中有許多用途。在實驗室中模擬工業(yè)利用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3等)制備金屬錳等物質(zhì),設(shè)計流程如圖1。
已知:Mn2+有較強的還原性,在空氣中能被氧氣氧化,碳酸錳在氣中高溫加熱固體產(chǎn)物為Mn2O3;部分氫氧化物的Ksp(近似值)如表。
物質(zhì) Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 10-13 10-17 10-39 10-33
(1)“酸浸”前需將軟錳礦粉碎的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率
;酸浸過程MnO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+
Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+
Mn2++2Fe3++2H2O

(2)向濾液Ⅰ中需先加A物質(zhì),再加B物質(zhì),若加入的物質(zhì)均為非金屬化合物的溶液,則A為
雙氧水
雙氧水
,B為
氨水
氨水
。濾渣Ⅰ的成分是
SiO2
SiO2
。
(3)“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度等,其中浸取率隨酸浸時間的變化如圖所示,當(dāng)浸取時間超過4h時,錳浸取率反而減小,其原因是
Mn2+被空氣中的氧氣氧化,從而使浸取率降低
Mn2+被空氣中的氧氣氧化,從而使浸取率降低
。
(4)加入B調(diào)節(jié)溶液pH,則pH的理論最小值為
4.67
4.67
。(已知:當(dāng)某種離子濃度小于1×10-5mol/L時,可認為其沉淀完全,結(jié)果保留兩位小數(shù))
(5)“沉錳”過程中加入氨水的目的是
Mn2++HCO3-?MnCO3+H+,氨水消耗了 H+,促進反應(yīng)平衡正向移動,有利于MnCO3的生成
Mn2++HCO3-?MnCO3+H+,氨水消耗了 H+,促進反應(yīng)平衡正向移動,有利于MnCO3的生成
。(從化學(xué)平衡移動的角度解釋)
(6)寫出由MnCO3和金屬鋁為原料制備金屬錳的過程中所涉及的化學(xué)方程式:
4MnCO3+O2
高溫
2Mn2O3+4CO2
4MnCO3+O2
高溫
2Mn2O3+4CO2
Mn2O3+2Al
高溫
Al2O3+2Mn
Mn2O3+2Al
高溫
Al2O3+2Mn
。

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率;MnO2+2Fe2++4H+
Mn2++2Fe3++2H2O;雙氧水;氨水;SiO2;Mn2+被空氣中的氧氣氧化,從而使浸取率降低;4.67;Mn2++HCO3-?MnCO3+H+,氨水消耗了 H+,促進反應(yīng)平衡正向移動,有利于MnCO3的生成;4MnCO3+O2
高溫
2Mn2O3+4CO2;Mn2O3+2Al
高溫
Al2O3+2Mn
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:2難度:0.4
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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    (1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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